地下水浅埋区层状土壤结构对包气带硝态氮累积和淋失的影响

农业过量施肥造成包气带硝态氮(NO_(3)^(-)-N)累积与地下水NO_(3)^(-)-N污染加剧,明确非均质层状土壤结构对NO_(3)^(-)-N迁移过程的影响对防止地下水硝酸盐污染具有重要意义。华北低平原区非均质层状土壤结构分布广泛,地下水埋藏浅,NO_(3)^(-)-N淋滤路径短,是地下水污染的敏感区域。本研究选择位于河北省沧州市南皮县的3个非均质层状土壤结构剖面(P1:含多个薄黏壤土夹层的无施肥草地;P2:含多个薄黏壤土夹层的农田;P3:含140 cm厚黏壤土夹层的农田)和1个对照剖面(P4:相对均质的粉壤土农田),研究层状土壤结构以及农业施肥对包气带NO_(3)^(-)-N累积与淋失规律的影响。结果表明,NO_(3)^(-)-N累积分布层位与黏壤土层深度和厚度相关,3个非均质层状土壤剖面NO_(3)^(-)-N含量均高于相对均质粉壤土剖面,且非均质农田中P3剖面NO_(3)^(-)-N含量峰值(238 mg∙L^(-1))和累积层厚度(100~250 cm)均最大。2018年雨季8—9月含黏壤土夹层剖面NO_(3)^(-)-N淋失量:P3(319.2 kg∙hm^(-2))<P1(383.9 kg∙hm^(-2))<P2(554.7 kg∙hm^(-2)),说明在雨季含厚黏壤土夹层剖面对包气带NO_(3)^(-)-N淋失的阻控效果显著优于含多个薄黏壤土夹层的剖面(P<0.05)。受层状沉积结构和地下水浅埋深的影响,P2浅层地下水NO_(3)^(-)-N浓度的超标率与平均增长速率(93%和2.14 mg∙L^(-1)∙d^(-1))显著高于P4(21%和0.53 mg∙L^(-1)∙d^(-1))(P<0.05)。研究明确了层状土壤剖面对NO_(3)^(-)-N运移具有阻滞作用且黏壤土夹层越厚阻滞作用越强,地下水NO_(3)^(-)-N浓度受包气带层状土壤结构和地下水埋深二者的综合控制。研究结果可为地下水浅埋区地下水硝酸盐污染防治提供科学依据。

微咸水灌溉对土壤盐分平衡与作物产量的影响

河北低平原淡水资源短缺,微咸水资源丰富,合理开发利用微咸水已经成为缓解水资源供需矛盾的重要途径之一。本研究于2011—2015年在河北省沧州市中国科学院南皮生态农业试验站进行,以冬小麦和夏玉米一年两熟种植体系为研究对象,开展了河北低平原区实施微咸水灌溉对冬小麦及下茬作物夏玉米产量及灌溉对土壤盐分周年平衡的影响。2013—2014年冬小麦灌溉处理设雨养旱作处理(CK)、拔节期淡水灌溉1水(F1)、拔节期用2 g·L^(-1)、3 g·L^(-1)、4 g·L^(-1)、5 g·L^(-1)的微咸水灌溉1次(B21、B31、B41、B51)、拔节期和灌浆期用淡水灌溉(F2)、拔节期用3 g·L^(-1)的微咸水+灌浆期用淡水灌溉(B31F1)、拔节期用淡水+灌浆期用3 g·L^(-1)微咸水灌溉(F1B31)、拔节期和灌浆期都用3 g·L^(-1)的微咸水灌溉(B32)、拔节期、抽穗期和灌浆期都用淡水灌溉(F3)。2014—2015年根据上年度的试验结果对试验处理进行了精简,冬小麦灌溉处理设CK、F1、B31、B41、B51、B42(拔节期和灌浆期都用4 g·L^(-1)的微咸水灌溉)。结果表明,一般年型下冬小麦生育期灌溉2水就能获得高产和稳产,平均产量为6 593.4 kg·hm^(-2)。利用小于5 g·L^(-1)的微咸水灌溉,与淡水灌溉相比,不会造成冬小麦产量降低,灌溉1次微咸水比雨养旱作处理增产10%~30%,可用微咸水替代1次淡水。微咸水灌溉条件下冬小麦收获时土壤盐分有所积累,表层土壤含盐量大于1 g·L^(-1),影响下茬玉米的出苗和生长,但夏玉米播种后用675~750 m3·hm-2淡水灌溉可满足耕层淋盐需求,达到玉米生长的安全阈值,与淡水灌溉处理的玉米产量相比不减产。利用夏季降雨,可使土壤盐分得到淋洗,当夏季降雨量大于300 mm时,冬小麦微咸水灌溉下土壤盐分达到周年平衡。沧州地区73%以上的年份,夏季降雨量大于300 mm,为土壤淋盐创造了条件,保证了微咸水替代一次淡水灌溉的安全性。

河北平原区低产麦田土壤肥力提升技术研究

针对河北平原区低产田小麦产量低、土壤肥力持续下降问题,作者在藁城市和保定市清苑区低产田进行了2年田间试验,研究了平衡施用无机肥及合理配施有机肥对小麦生物量、产量、养分吸收利用及土壤肥力等的影响。结果表明:与农民传统习惯施肥相比,平衡施用氮磷钾无机肥并配以鸡粪有机肥提高小麦产量14%以上,籽粒氮磷钾吸收量提高10%以上,籽粒N、P2O5、K2O利用率分别为32.6%,62.8%和23.2%,土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾平均提高14.2%。综合表现以在秸秆还田基础上,施用小麦籽粒带出N、P、K量相等的无机肥并配以1 500kg/hm2鸡粪有机肥提高小麦秸秆重、籽粒产量及其构成因素,促进小麦养分吸收,提高籽粒养分利用率,籽粒吸收氮磷钾比例与肥料施用接近,改善土壤肥力效果较好。

河北低平原春季不同灌溉量对小麦产量的影响趋势研究

以4个不同类型小麦品种试验为基础,研究了河北低平原区春季不同灌水量对小麦产量的影响趋势。结果表明:小麦产量与春季灌水呈二次曲线关系,即在灌水较少时产量随灌溉增加而提高,当产量提高到最大值之后,随灌溉量增加而出现滞长或降低趋势。合理的灌溉量可以提高小麦产量,但盲目增加灌溉量不仅不能增产还会增加灌溉成本和造成水资源浪费。

河北低平原春季不同灌溉对小麦品质的影响趋势研究

以4个不同类型小麦品种试验为基础,研究了河北低平原区春季不同灌溉对小麦品质的影响趋势。结果表明:小麦主要品质指标蛋白质和沉降值均与春季灌水量呈二次曲线关系,即灌溉量较低时,小麦籽粒品质随灌溉量的增加而提高,当提高到最大值之后,随灌溉量的增加而出现降低趋势。表明在低平原区,适当灌溉可以提高小麦品质,但盲目增加灌溉量会使品质降低。

河北省低平原中低产类型区种植结构调整过程及趋势分析

种植业是农业的基础,在社会不同发展阶段其结构会相应调整,合理调整种植结构对增加农民收入、促进农业可持续发展具有重要的现实意义。为弄清河北省低平原中低产类型区种植结构调整过程,对该区1986-2010年间种植结构进行了初步分析,明确了该区不同时期粮食作物、油料作物、棉花、蔬菜等作物的构成情况,探讨了该区种植业结构调整的发展趋势及内在原因,提出了未来种植结构调整的重点及措施。

河北低平原区冬小麦夏玉米产量提升的理论与技术研究

作为渤海粮仓主要增粮区的河北东部低平原中低产农田,冬小麦夏玉米的产量主要受制于土壤肥力水平低、淡水资源短缺和气候异常造成产量的大幅波动。通过选择适宜的品种、播期与收获期的合理搭配、优化的种植方式和配套的耕作与田间管理技术,提高作物生育期内对地上光热资源和地下水肥资源的利用潜力和效率,平抑气候变化带来不利影响,有着巨大的增产空间。该研究通过田间小区试验,结合示范区试验示范,研究了冬小麦与夏玉米生育期的优化、夏玉米种植方式调整、夏玉米深松播种、夏玉米增施钾肥与冬小麦增施磷肥及有机肥等措施对冬小麦、夏玉米产量的影响。主要研究结果如下:冬小麦适期晚播(不迟于10月15日),同时适当增加播量,不影响生育期群体构建和产量水平。早熟品种‘小偃81’提早进入灌浆期,受后期干热风的危害小,在不降低品质的同时粒重与产量稳定。夏玉米提早播10 d(6月10日与6月20日相比)平均增产17.2%,晚收获8 d(10月2日与9月24日相比)粒重增加19.5%。根据冬小麦和夏玉米的品种特性,合理搭配生育期,在实现冬小麦稳产提质的同时,使充分发挥夏玉米的产量潜力成为可能。改变夏玉米的种植方式,适当增加种植密度,明显地改善和提高了夏玉米产量,更为适宜的种植方式是40 cm与80 cm大小行种植和38 cm等行距种植,不适宜的是20 cm与100 cm大小行种植,更为适宜的种植方式下产量提高15%以上。长期旋耕机械压实了犁底层,通过夏玉米深松播种种植,产量提高达31.3%,后茬小麦增产5.6%,但连续深松没有明显的增产效果。夏玉米播种时增施钾肥产量提高2.6%。冬小麦增施磷肥产量提高7.4%,增施有机底肥增产6.8%,增施有机底肥和施磷肥产量提高8.8%,但无明显的累加效果。因此,通过适宜的品种选择与适期的生育期搭配、种植方式调整、适时深松打破犁底层的耕作措施、速效肥与有机肥合理施用等栽培和管理技术,可实现冬小麦夏玉米产量的逐步提高和稳定,充分利用玉米生长季丰富且集中的降水与光热资源,挖掘夏玉米产量,稳夏增秋的粮食增产模式更符合该地区未来发展需求。

河北低平原生态条件对棉花产量的影响

河北低平原生态条件对棉花产量的影响王有增，陈凤瑞（河北省农科院旱作农业研究所，衡水市０５３０００）ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓＣｏｔｔｏｎＹｉｅｌｄｉｎＨｅｂｅｉＬｏｗＰｌａｉｎ．￥ＷａｎｇＹｏｕｚｅｎｇ；ＣｈｅｎＦｅｎ...

河北低平原气候条件对冬小麦产量的影响

为了充分利用河北低平原区气候资源,并制定合理的小麦栽培管理方案提供依据,采用1976-2006年衡水市冬小麦平均产量以及衡水市所辖4县(市、区)气象资料,对冬小麦产量与各气象因子进行了相关和通径分析。结果表明,气象因子与小麦产量密切相关。在与小麦产量相关的35个气象因子中,有12个因子的相关系数达到了显著或极显著水平,其中灌浆期降水与冬小麦产量呈极显著相关,且直接通径系数最高,对小麦产量贡献率最大;其次是拔节期降水量和返青期降水量;4、5月份的蒸发量与冬小麦产量密切相关,分别接近显著和达到极显著水平,它们对小麦产量形成起较大的负向作用;小麦越冬期间的气温也是不可忽视的气象因素。因此,在制定小麦生产管理计划时,应将以上因素作为考虑的重点,科学设置小麦生产管理规划,及时采取相应措施,提高小麦对自然资源的利用效率。

咸水灌溉棉田休耕期土壤胞外酶活性和微生物多样性研究

为探究淡水资源短缺不断加剧背景下,咸水灌溉对农田土壤胞外酶活性和微生物群落多样性的影响,以河北低平原区不同矿化度咸水灌溉棉田为研究对象,利用荧光底物-微平板法和Biolog ECO微平板法,探究了咸水灌溉棉田休耕期土壤微生物多样性特征和胞外酶活性状况。结果表明:不同矿化度咸水灌溉对多数土壤胞外酶活性和土壤微生物群落均产生了显著的影响。随着灌溉水矿化度的增加,α葡萄糖苷酶活性、纤维素二糖酶活性、磷酸酶活性及β木糖苷酶活性均呈显著下降的趋势,而N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性却呈现增加的趋势,β葡萄糖苷酶活性则基本不受影响。咸水灌溉改变了土壤微生物对碳源的利用能力,当灌溉水矿化度较低时,土壤盐分对微生物活性具有一定的刺激作用,能够增加微生物对不同碳源的代谢能力;但当灌溉水的矿化度大于6 g·L-1时,土壤盐分对微生物活性具有较强的抑制作用。研究表明,棉花生长季实施的咸水灌溉对休耕期土壤微生物特征以及胞外酶活性产生较大影响,休耕期土壤胞外酶活性和微生物多样性研究对于咸水灌溉土壤健康状况全面精准评价不容缺失。

河北省黑龙港中低平原地区小麦-玉米种植户节水意愿分析

河北省是粮食生产大省,也是农业用水大省。农业用水占总用水量的比例为63%,随着新技术和新政策措施的推广,农业用水占比略有下降,但仍然矛盾突出。为准确评价农户参与节水的意愿,对河北省黑龙港中低平原小麦玉米种植农户进行了调查。结果表明:影响农户参与节水意愿主要的因素有政府对节约用水补偿措施、掌握节水灌溉技术难易程度、节水技术对经济效益影响度和农业节水知识的培训。并从加强农业节水补贴、简化技术,加大对新技术的培训和宣传等方面提出建议和措施。

河北38°N生态样带土壤有机碳特征

为阐明河北38°N生态样带土壤有机碳的空间分布特征,2011年9—10月,根据河北38°N带低山丘陵地区、山前平原地区和滨海低平原地区不同土地利用方式选取代表性样点,分层（0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~100 cm）采集土壤样品,测定土壤有机碳含量。结果表明,河北38°N生态样带,低山丘陵地区土壤有机碳密度显著高于山前平原地区和滨海低平原地区,0~40 cm土层土壤有机碳密度分别为9.03 kg·m^-2、4.26 kg·m^-2和3.51 kg·m^-2。低山丘陵地区与山前平原地区和滨海低平原地区土壤有机碳差异的部分原因是低山丘陵区灌丛土壤有机碳含量较高,明显提升了该地区的土壤有机碳水平。另外,低山丘陵地区林地和农田0~40 cm土层土壤有机碳含量也高于山前平原地区和滨海低平原地区;林地0~40 cm土层土壤有机碳含量在低山丘陵地区、山前平原地区和滨海低平原地区分别为19.45 g·kg^-1、7.89 g·kg^-1和7.55 g·kg^-1,农田土壤有机碳含量在3个地区分别为7.70 g·kg^-1、7.09 g·kg^-1和6.00 g·kg^-1。在整个生态样带上,土壤有机碳含量基本随土壤深度增加而不断减少,但各个地区不同土地利用方式减少的程度不同。低山丘陵地区0~40 cm土层内土壤有机碳含量变幅最大,其次为山前平原地区,滨海低平原地区变幅最小。低山丘陵地区灌丛土壤有机碳含量变化幅度最大,其次为林地,农田最小;山前平原地区土壤有机碳含量变化幅度农田略大于林地;滨海低平原地区土壤有机碳含量变化幅度林地最大,其次是荒地,农田最小。鉴于上述情况,从固碳和经济的双重角度考虑,提出以下建议：低山丘陵区大力发展林业产品和旅游业;山前平原区集中粮食生产,保证国家粮食安全;滨海地平原区加大土壤盐渍化改良,推广棉花种植。

河北低平原区坑塘水水量水质变化特征及影响因素

利用遥感技术分析沧州市1990、2000、2010和2019年等4个年份中在5月和10月的坑塘水水面面积,通过典型坑塘定位监测、区域调查取样结合ArcGIS软件分析坑塘水水质周年的变化与空间分布特征,综合坑塘水水量水质时空变化特征和主要作物需水特征评估典型年份研究区坑塘水的灌溉保障能力。研究结果表明:沧州市坑塘水体的空间分布呈东多西少的格局,坑塘水体的含盐量亦呈现东高西低的趋势。从时间分布来看,近30年来坑塘蓄水量总体呈增长趋势。通过影响因素分析,明确降水与蒸发是影响研究区坑塘水体增长的主要驱动因子,距离渤海的远近与地形地势是影响坑塘水含盐量分布格局的主要因素。沧州市坑塘多年平均蓄水量达到6.02亿m^(3),典型年份沧州市坑塘水分别能保障6807 km^(2)的冬小麦拔节期灌溉与7104 km^(2)的冬灌面积。坑塘水作为农业灌溉水源对于缓解河北低平原区水资源短缺意义重大。